储能钠硫电池的工程化研究进展与展望——提高电池安全性的材料与结构设计

钠硫电池作为一种重要的储能技术,已在全球储能市场拥有GW·h级的装机容量,然而其安全问题一直倍受关注,成为制约其产业大规模发展的一大要素.本文首先介绍储能钠硫电池的结构、工作原理及其工程化发展现状,再针对高温钠硫电池应用中存在的安全隐患问题,从电池的电芯层面到模组层面,提出提高钠硫电池安全性能的解决策略.着重综述了基于固体电解质增韧、降低固体电解质局部电流密度、增强封接材料的热机械稳定性、电芯外壳防腐蚀、电池保温箱热管理与火源阻隔等安全策略的材料和结构设计方面的研发进展,最后对高安全性钠硫电池未来在低温化和液流化的研发方向作出设想和展望.     

基于专利分析的钠硫电池技术发展趋势研究

通过对德温特(Derwent)数据库收录的全球钠硫电池技术发明专利数据的分析,包括对专利技术区域、技术组织、技术研发等内容的分析,深度揭示了全球钠硫电池技术的发展现状与趋势。钠硫电池技术在能源存储方面具有巨大应用潜能,并且已经成为支撑新能源发展的战略性技术。研究发现,目前全球范围内中国和日本是两个完全掌握钠硫电池技术的国家,中国尽管在电池箱和电池使用维护等方面形成了自己的优势,但在商业化发展道路上仍处于起步阶段,较日本还存在一定的差距。该研究对有效开展我国钠硫电池技术的创新发展有参考意义。     

化学储能技术在大规模储能领域中的应用现状与前景分析

大规模储能技术是我国能源结构转变和电力生产消费方式变革的战略性支撑技术。在众多储能技术里,以超级电容器和各类储能电池为代表的化学储能技术在大规模储能领域中发展最快,前景最为广阔。本文重点介绍了超级电容器、铅碳电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池的应用现状,对不同储能系统应用于大规模储能时的优势与挑战进行了分析探讨。同时对我们开展的液态金属电池研究工作进行了介绍。     

渗铬钢在熔融硫-多硫化钠中的抗腐蚀性

研究表明,渗铬厚度为10～75μm、表面铬浓度>70wt%的渗铬不锈钢和渗铬碳钢,在350℃对硫及多硫化钠有良好的抗腐蚀性.用各种物理测试手段分析了试样的表面形貌和物相组分的变化.渗铬钢的抗腐蚀性与表面渗铬浓度、厚度及生成的硫化物有关.     

催化材料调控室温钠硫电池性能的进展与挑战

室温钠硫电池因理论能量密度高(1274 Wh/kg,基于硫的质量)、资源丰富、价格低廉等优势,在大规模储能、动力电池领域备受青睐。然而,要实现Na-S电池中良好的可逆性、可循环性、活性物质高利用率,最终实现钠硫电池的商业化仍然极具挑战性。不仅需要解决多硫化物溶解和循环过程中的多硫化物“穿梭效应”问题,还要解决因S₈和Na₂S的低电导率和固体Na₂S₂/Na₂S沉积带来的高极化所导致的循环性能差和存在的安全隐患等问题。因此合理引入催化材料促进多硫化物的快速转化,加快反应动力学至关重要,也是实现室温钠硫电池商业化应用的关键所在。本文详细综述了室温钠硫电池的基本原理、存在的主要问题,并阐述了催化作用在室温钠硫电池中的重要意义;归纳了室温钠硫电池中常用的催化材料种类;总结了各种催化材料与多硫化物之间的相互作用机理。最后,对室温钠硫电池中催化材料相关研究可能面临的挑战和未来发展方向进行了预测。     

钠硫电池储能应用现状研究

介绍了钠硫电池的结构组成、工作原理和参数特性,分析了钠硫电池的应用类型和应用现状;针对负荷平定、不间断电源和应急电源的应用情况给出了统计分析;以美国第一个兆瓦级储能项目为例说明了其成本构成和经济效益;对典型钠硫储能系统给出了设计方案和关键技术分析,对电池管理系统、功率转换系统以及监控系统给出了详细介绍;依据2010年国家电网对清洁能源做出的预计对于国内电力储能需求和钠硫电池国产化后的应用前景给出了预测。     

中国钠硫电池技术的发展与现状概述

钠硫电池是一种目前深受关注的储能技术。简要介绍了钠硫电池的工作原理以及该技术在国外的发展历史,重点介绍了我国近年来上海硅酸盐研究所与上海市电力公司合作在钠硫电池储能技术方面的研究与发展情况,叙述了批量化制备的650A.h大容量储能钠硫电池的关于材料制备、电池制备、电池模块制备及组成电池储能系统等关键技术的进展概况,研制成功的100 kW/800 kW.h钠硫储能系统在上海世博会期间稳定并网运行。     

行业信息

重庆国家功能材料高新技术产业化基地通过科技部2011年度复核日前,科技部公布了2011年度国家级高新技术产业化基地复核结果,以重庆仪表材料研究所为依托组建的重庆国家功能材料高新技术产业化基地顺利通过科技部复核。根据《关于做好高新技术(现代服务业)产业     

钠硫电池发展现状

钠硫电池是一种特性优良的二次电池,近年来在日本、北美、欧洲的电力系统中的应用得到迅速发展,在我国则处于起步阶段.综述了钠硫电池技术的发展,指出了钠硫电池发展中存在的问题,如陶瓷粉体合成工艺复杂、硫电极防腐蚀性能不强、电池退化和失效严重等问题,并展望了钠硫电池的发展前景.